Bohrvorrichturik, insbesondere Drehbohrvorrichtung Die Erfindung
bezieht sich auf eine Bohrvorrichtung,. insbesondere Drehbohrvorrichtung, für große
Bohrdrücke mit einem Drehantrieb und einer Vorschubeinrichtung für den Bohrer.Bohrvorrichtururik, in particular rotary drilling device The invention relates to a drilling device. in particular rotary drilling device, for large drilling pressures with a rotary drive and a feed device for the drill.
Zum Großlochbohren werden Schwerstangen verwendet, die 40 bis 60 t
wiegen. Sie können nicht mehr aus einem Stück bestehen, vielmehr werden sie über-dem
Bohrloch aus Segmenten zusammengesetzt. Der Preis einer solchen Schwerstange ist
sehr beträchtlich. Für den Betrieb einer derartigen Schwerstange ist in jedem Fall
eine große schwere Bohranlage notwendig. In neuerer Zeit haben sich immer mehr Aufgaben
für das Bohren von Großlöchern insbesondere von Seiten der Bauindustrie ergeben.
Diese Großlöcher haben Durchmesser von 1 bis 2,5 m und Teufen bis zu ca. 20 m. Beim
Vorhandensein von harten Gebirgsschichten war es bisher nicht möglich, das Bohrloch
in einem einzigen Arbeitsgang im Rotary-Verfahren abzuteufen, da der notwendige
Meißelandruck nicht aufgebracht werden konnte. Die Gründe dafür lagen vor allem
darin, daß die zur Verfügung stehenden Bohranlagen zu schwach für den Betrieb der
notwendigen Schwerstangen waren. Außerdem war wegen der geringen Teufen der Einbau
von Schwerstangen gar nicht möglich.For drilling large holes, drill collars weighing 40 to 60 t are used
to weigh. They can no longer consist of one piece, rather they become above that
Borehole composed of segments. The price of such a drill collar is
very considerable. For the operation of such a drill collar is in any case
a large heavy drilling rig necessary. In recent times there have been more and more tasks
for drilling large holes in particular from the construction industry.
These large holes have a diameter of 1 to 2.5 m and depths of up to about 20 m
In the presence of hard rock layers, it was previously not possible to drill the hole
to be submerged in a single operation using the Rotary method, as the necessary
Chisel pressure could not be applied. The reasons for this lay mainly
that the available drilling rigs are too weak for the operation of the
necessary drill collars. In addition, the installation was due to the shallow depths
of collars not possible at all.
Zur Erzeugung des erforderlichen Andrucks beim Drehbohren verwendete
man bisher.Drehbohrvorrichtungen mit Schwerstangen oder die sogenannten Pulldown-Bohrvorrichtungen.
Die Drehbohrvorrichtungen mit Schwerstangen sind nur dort verwendbar, wo
die
Bohrarbeiten bereits auf eine Mindestteufe vorgeschritten sind. Beim Schrägbohren
sind diese Bohrvorrichtungen in der Regel überhaupt nicht verwendbar. Die Pulldown-Vorrichtungen
setzen voraus, daß das Bohrgestänge auf Knickung und Verdrehung beansprucht ist.
Diese Voraussetzung macht solche Bohrvorrichtungen für größere Teufen unbrauchbar.
Im übrigen sind die von den Pulldown-Bohrvorrichtungen erzeugten Bohrdrücke nach
oben hin durch das Gewicht der Bohranlage begrenzt. -F.eide bekannten Bohrvorrichtungen
sind überdies unverhältnismäßig aufwendig, was besonders dann erschwerend in Erscheinung
tritt, wenn beide Bohrvorrichtungen kombiniert Anwendung finden, was sehr häufig
der Fall ist. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ohne Schwerstangen
mit kleinen Bohranlagen von der Oberkante Ackersohle aus in hartem Gebirge ein Großloch
niederzubringen. Nach der Erfindung ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Vorschubeinrichtung
an einem verankerten stillstehenden Zeitgestänge in axialer Richtung gehalten ist.
Der Vorteil der Erfindung besteht zunächst darin, daß_der Bohrandruck vom Gewicht
der Bohranlage und der Bohrausrüstung unabhängig ist, da die notwendigen Reaktionskräfte
anderweitig, z.B. direkt ins Gebirge, abgeleitet werden.@Außerdem ergeben sich für
die Kraftübertragungselemente günstigere Bemessungsmöglichkeiten, da sie in der
Hauptsache nur auf Zug beansprucht sind.Used to generate the necessary pressure for rotary drilling
so far. Rotary drilling devices with drill collars or the so-called pull-down drilling devices.
The rotary drilling jigs with drill collars can only be used where
the
Drilling work has already progressed to a minimum depth. When drilling at an angle
these drilling devices are usually not usable at all. The pulldown devices
assume that the drill pipe is subject to buckling and twisting.
This requirement makes such drilling devices unusable for greater depths.
In addition, the drilling pressures generated by the pull-down drilling devices are below
limited at the top by the weight of the drilling rig. -F.e both known drilling devices
are also disproportionately expensive, which is particularly difficult in appearance
occurs when both drilling devices are used in combination, which is very common
the case is. The object on which the invention is based is without collars
with small drilling rigs a large hole from the upper edge of the soil in the hard mountain range
bring down. According to the invention, this object is achieved in that the feed device
is held on an anchored stationary timing rod in the axial direction.
The advantage of the invention is first of all that the drilling pressure from the weight
the drilling rig and the drilling equipment is independent, since the necessary reaction forces
otherwise, e.g. directly into the mountains. @ In addition, for
the power transmission elements more favorable design options, since they are in the
The main thing is that they are only used on train.
Zweckmäßig ist die Verankerung des Leitgestänges entweder in der Hauptbohrung
oder in einer Filotbohrung ortsveränderlich vorgesehen. Dadurch ist erreicht, daß
das Leitgestänge und auch das Bohrgestänge verhältnismäßig kurz gehalten werden
können. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist das Zeitgestänge in
einer lilotbohrung unterhalb des Bohrlochtiefsten verankert. Diese Anordnung hat
den Vorteil, daß das Zeitgestänge nur einmal eingebaut zu werden braucht.It is useful to anchor the guide rod either in the main bore
or movably provided in a Filotbohrung. This achieves that
the guide rods and also the drill rods are kept relatively short
can. In another embodiment of the invention, the timing rod is in
Anchored in a pilot hole below the deepest hole. This arrangement has
the advantage that the timing system only needs to be installed once.
Ein weiterer Vorteil ist dadurch erzielt, daß das Zeitgestänge innerhalb
des hohlen Bohrgestänges angeordnet
und das Bohrgestänge entsprechend
dem tohrforfachr3.et verlänger-bar ist. Diese Ausbildung gibt die Möglichkeit, die
bekannten@Drehantriebe ohne besondere Anpassung zu verwenden Bei einer weiteren
Ausführungsform der Erfindung dient das Leitgestänge nicht nur zur Übertragung des
Bohrandrucks sondern auch .zur Übertragung der von dem Drehantrieb herrührenden
Reaktionskräfte. Auf diese Weise kann gegebenenfalls das Bohrgestänge: eingespart
werden. Ein weiterer Vorteil ergibt sich nach der Erfindung daraus, daß die Übertragung
des Bohrandrucks und/oder. der Drehantriebskräfte und gegebenenfalls der erforderlichen
Antriebskräfte für den Betrieb der-Anker hydraulisch erfolgt. Das erhöht die Betriebssicherheit
und gewährleistet eine gute Anpassung an wechselnde Betriebsverhältnisse.Another advantage is achieved in that the timing rod within
of the hollow drill pipe arranged
and the drill pipe accordingly
the tohrforfachr3.et can be extended. This training gives the opportunity to
known @ rotary actuators to be used without special adaptation
Embodiment of the invention, the guide rod is not only used to transmit the
Bohrandrucks but also. To transfer the resulting from the rotary drive
Reaction forces. In this way, the drill pipe can be: saved
will. Another advantage arises according to the invention from the fact that the transmission
the drilling pressure and / or. the rotary drive forces and, if necessary, the required
Driving forces for the operation of the armature takes place hydraulically. This increases operational reliability
and ensures good adaptation to changing operating conditions.
In: den Zeichnungen ist eine Ausführungsform als Beispiel der Erfindung
dargestellt. Fig. 1 ist ein axialer Längsschnitt durch die gewählte Ausführungsform.
-Fig. 2-zeigt einen Teil der Anlage ebenfalls im Schnitt im größeren Maßstab. Fig.
3 ist ein Schnitt nach der Linie A-A in. Fig. 2. In ein Pilotloch 1 ist ein Leitgestänge
2 eingefahren, an dessen unterem Ende sich ein Packer .3 befindet. Der Packer 3
ist gegen die Bohrlochwand 4 verankert. Übertage befindet sich an. dem Leitgestänge
2 ein Querbalken 5, gegen. den sich-zwei oder mehrere_ydra :z1 @_k@'' y@_:;tr 6
abstützen. Diese H4: draulikzylinder 6 drücken einer Teller 7, der :geger. Verdrehen
gesichert ist, nach. unten. Unter diesen Teller befindet sich eine Lagerung 8 für
_ie drehenden Bohrrohre 9, an deren unteren Enden sich der-Bohrmeißel 10 berindet.
Die Drehbewegung wird mittels eines normalen Drehtisches 11 erzeugt. Der Bohrdruck
wird von den Hydrau-ikz"#Tlindern 6 aufgebracht. Die F örderunz See 'yohrkleins
kann im Läf thebe v erfahren :.ürci@ das zentrale `:zken@estänge 2 hindurch -im
Sinne der P'Leil"e x. erfolgen.
Bei 12 tritt die Hebeluft ein, bei
13 wirdvc7ie `Spü'lung abgeführt. Die Sicherung des Tellers 7 gegen Verdrehen erfolgt
durch einen Mehrkant 14. Der Antrieb des Bohrrohres 9 erfolgt über eine Mitnehmerstange
15. Das Bohrloch ist mit 16 bezeichnet. Die erfindungsgemäße Bohranlage stellt die
einzige Möglichkeit zum Großlochbohren in hartem Gestein im Drehbohrverfahren von
Übertage aus dar. Die Erzeugung des Anpreßdrucks mit Hilfe der Hydraulikzylinder
6 entspricht dem Betrieb mit Nachlaßvorrichtung und ermöglicht ein genau kontrolliertes
Bohren. Das Ankergestänge kann im Falle des Verklemmens der Packer hydraulisch gezogen
werden. Das Drehbohrgestänge, das den größeren Teil der Beanspruchung aufzunehmen
hat, hat einen großen Durchmesser,.wogegen das Leitgestänge nur Zugbeanspruchungen
ohne Torsion aufnimmt. Da das Zeitgestänge stillsteht, ist ein Spülkopf mit Lagerung,
Abdichtung usw. entbehrlich. Die neue'Bohranlage ermöglicht auch ein Schrägbohren
von Großlöchern. Durch entsprechende Modifizierung ist es auch möglich, die Bohranlage
gemäß der Erfindung für größere Teufen als in der Bauindustrie üblich einzusetzen.
Die neue Bohranlage kann auch für andere Bohraufgaben, bei denen eine anderweitige
Erzeugung des Andrucks nicht möglich ist, z.B. beim Durchbohren von Hauswänden usw.,
von Vorteil sein. Die Erfindung ist bei allen Drehbohrvorrichtungen, aber auch bei
schlagend arbeitenden Bohrvorrichtungen, z. B. dem Hammer-Drillverfahren anwendbar.In: the drawings is an embodiment as an example of the invention
shown. Fig. 1 is an axial longitudinal section through the selected embodiment.
-Fig. 2-shows part of the plant, also in section, on a larger scale. Fig.
3 is a section along the line A-A in FIG. 2. In a pilot hole 1 is a guide rod
2 retracted, at the lower end of which there is a packer .3. The packer 3
is anchored against the borehole wall 4. Above is on. the guide rod
2 a crossbar 5, against. den-two or more_ydra: z1 @ _k @ '' y @_ :; tr 6
prop up. This H4: hydraulic cylinder 6 press a plate 7, the: Geger. Twisting
is secured after. below. Under this plate there is a storage 8 for
The rotating drill pipes 9, at the lower ends of which the drill bit 10 bears.
The rotary movement is generated by means of a normal turntable 11. The drilling pressure
is applied by the Hydrau-ikz "#Tlinders 6. The F örderunz See 'yohrkleins
can experience in the läf thebe: .ürci @ das central `: zken @ estänge 2 through -im
Meaning the P'Leil "e x. Take place.
At 12 the lifting air enters
13 the `flushing 'is discharged. The plate 7 is secured against rotation
by a polygon 14. The drill pipe 9 is driven by a driving rod
15. The borehole is denoted by 16. The drilling rig according to the invention represents the
only possibility of drilling large holes in hard rock using the rotary drilling method
Above ground from. The generation of the contact pressure with the help of the hydraulic cylinder
6 corresponds to the operation with the reduction device and enables a precisely controlled
Drill. The anchor rod can be pulled hydraulically in the event of the packer jamming
will. The rotary drill pipe that absorbs the greater part of the stress
has a large diameter, whereas the guide rod is only subject to tensile loads
absorbs without torsion. Since the timing system is at a standstill, a flushing head with storage
Sealing etc. can be dispensed with. The new drilling rig also enables inclined drilling
of large holes. With appropriate modification it is also possible to use the drilling rig
use according to the invention for greater depths than usual in the construction industry.
The new drilling rig can also be used for other drilling tasks that require another
It is not possible to generate the pressure, e.g. when drilling through house walls, etc.,
be beneficial. The invention applies to all rotary drilling devices, but also to
percussive drilling devices such. B. the hammer drill method applicable.